Mikrofilamente
Diese Filamente, die allen eukaryotischen Zellen gemeinsam sind, haben hauptsächlich eine strukturelle Funktion und sind neben Mikrotubuli und häufig den Zwischenfilamenten ein wichtiger Bestandteil des Zytoskeletts. Mikrofilamente haben einen Durchmesser von 5 bis 9 Nanometern und sind für große Spannungen ausgelegt. In Verbindung mit Myosin helfen Mikrofilamente, die Kräfte zu erzeugen, die bei der Zellkontraktion und den grundlegenden Zellbewegungen eingesetzt werden. Die Filamente ermöglichen es auch einer sich teilenden Zelle, sich in zwei Zellen zu kneifen und sind an Amöboidbewegungen bestimmter Zelltypen beteiligt.
Mikrofilamente sind feste Stäbchen aus einem Protein, das als Actin bekannt ist. Wenn Actin zum ersten Mal von der Zelle produziert wird, erscheint es in Kugelform (G-Actin; siehe Abbildung 1). In Mikrofilamenten, die oft auch als Aktinfilamente bezeichnet werden, sind lange polymerisierte Ketten der Moleküle in einer Helix miteinander verflochten, wodurch eine filamentöse Form des Proteins (F-Aktin) entsteht. Alle Untereinheiten, aus denen ein Mikrofilament besteht, sind so verbunden, dass sie die gleiche Ausrichtung haben. Aufgrund dieser Tatsache weist jedes Mikrofilament eine Polarität auf, wobei die beiden Enden des Filaments deutlich unterschiedlich sind. Diese Polarität beeinflusst die Wachstumsrate von Mikrofilamenten, wobei sich ein Ende (als Plus-Ende bezeichnet) typischerweise schneller zusammenbaut und zerlegt als das andere (das Minus-Ende).
Im Gegensatz zu Mikrotubuli, die sich typischerweise aus dem Zentrosom von a heraus erstrecken Zelle, Mikrofilamente sind typischerweise an der Plasmamembran kernhaltig. Daher enthält die Peripherie (Kanten) einer Zelle im Allgemeinen die höchste Konzentration an Mikrofilamenten. Eine Reihe externer Faktoren und eine Gruppe spezieller Proteine beeinflussen jedoch die Mikrofilamenteigenschaften und ermöglichen es ihnen, bei Bedarf schnelle Änderungen vorzunehmen, selbst wenn die Filamente in einer Region der Zelle vollständig zerlegt und an einer anderen Stelle wieder zusammengesetzt werden müssen. Wenn Mikrofilamente direkt unter der Plasmamembran gefunden werden, werden sie als Teil des Zellkortex betrachtet, der die Form und Bewegung der Zelloberfläche reguliert. Folglich spielen Mikrofilamente eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung verschiedener Zelloberflächenprojektionen (wie in Abbildung 2 dargestellt) ), einschließlich Filopodien, Lamellipodien und Stereozilien.
In Abbildung 2 ist ein digitales Fluoreszenzbild einer mit fluoreszierenden Sonden gefärbten indischen Muntjac-Hirschhautfibroblastenzelle dargestellt, die auf den Kern (blau) und das Aktin-Zytoskelett-Netzwerk (grün) abzielt. Individuell sind Mikrofilamente relativ flexibel Lebende Organismen jedoch sind die Aktinfilamente normalerweise durch verschiedene akzessorische Proteine in größeren, viel stärkeren Strukturen organisiert. Die genaue Strukturform, die eine Gruppe von Mikrofilamenten annimmt, hängt von ihrer primären Funktion und den speziellen Proteinen ab, die sie zusammenbinden. Beispielsweise werden im Kern von Oberflächenvorsprüngen, die als Mikrospikes bezeichnet werden, Mikrofilamente durch das Bündelungsprotein Fimbrin in engen parallelen Bündeln organisiert. Bündel der Filamente sind jedoch weniger dicht zusammengepackt, wenn sie durch Alpha-Actinin gebunden sind oder mit Fibroblasten-Stressfasern assoziiert sind (die parallelen grünen Fasern in Abbildung 2). Insbesondere führen die Mikrofilamentverbindungen, die durch einige vernetzende Proteine erzeugt werden, eher zu einer netzartigen Netzwerk- oder Gelform als zu Filamentbündeln. Im Verlauf der Evolutionsgeschichte der Zelle ist Actin relativ unverändert geblieben. Dies, zusammen mit der Tatsache, dass alle eukaryotischen Zellen stark von der Integrität ihrer Aktinfilamente abhängen, um die vielen Belastungen, denen sie in ihrer Umgebung ausgesetzt sind, überleben zu können, macht Aktin zu einem hervorragenden Ziel für Organismen, die Zellen verletzen möchten. Dementsprechend produzieren viele Pflanzen, die Raubtieren, die sie möglicherweise fressen oder auf andere Weise schädigen möchten, nicht physisch aus dem Weg gehen können, Toxine, die das zelluläre Aktin und die Mikrofilamente als Abwehrmechanismus beeinflussen. Der Todeskappenpilz produziert beispielsweise eine Substanz namens Phalloidin, die an Aktinfilamente bindet und diese stabilisiert, was für Zellen tödlich sein kann.
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Letzte Änderung: Freitag, 13. November 2015, 13:18 Uhr
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